Наука раскрыла древнюю тайну того, почему землетрясения не могут обрушить Великую пирамиду Гизы

Новое исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, раскрывает секрет удивительной долговечности сооружения, заключающийся в уникальной способности смягчать сейсмические колебания. Архитекторы, якобы жившие 4600 лет назад — когда, по мнению ортодоксальных египтологов, оно было построено, — обладали знаниями в области строительной и геотехнической инженерии, которые современная наука сегодня считает исключительными.

За прошедшие годы этот монумент пережил несколько крупных землетрясений.

Среди них — землетрясение 1847 года магнитудой 6,8, произошедшее в районе Файюма, и ещё одно землетрясение магнитудой 5,9 в 1992 году, в результате которого некоторые камни сорвались с вершины пирамиды.

В общей сложности, с момента постройки пирамида потеряла всего около 10 метров своей первоначальной высоты.

Частота вибрации

Чтобы понять это сопротивление, группа ученых во главе с геофизиком Асемом Саламой из Национального научно-исследовательского института астрономии и геофизики в Каире установила датчики вибрации в 37 различных точках внутри и снаружи памятника.

Измерения фонового шума проводились с абсолютным уважением к сооружению, в то время как внутри не было туристов.

Результаты выявили удивительное явление. Исследователи обнаружили, что вся пирамида демонстрирует удивительно равномерную основную частоту колебаний, колеблющуюся в диапазоне от 2,0 до 2,6 герц. Эта динамическая однородность указывает на высокую степень сбалансированности конструкции под воздействием внешних сил. Самое поразительное то, что эта частота колебаний совершенно отличается от частоты колебаний окружающей памятник земли, которая в среднем составляет 0,6 герц.

Это заметное расхождение предотвращает ужасное явление резонанса — разрушительный эффект, усиливающий сейсмические волны, когда земля и здание вибрируют с одинаковой частотой. Во время землетрясения пирамида ведет себя независимо от рельефа местности.

Гигантский амортизатор

В дополнение к частотной изоляции, исследование выявило ключевой архитектурный элемент внутри пирамиды, который действует как гигантский амортизатор: так называемые камеры разгрузки или сброса давления.

Расположенные на высоте около 61 метра, непосредственно над так называемой Камерой Царя, эти камеры изначально были спроектированы для уменьшения веса на крыше предполагаемой «гробницы» фараона.

Однако анализ показал, что эти камеры выполняют скрытую защитную функцию. Хотя сейсмическое усиление обычно систематически возрастает с высотой — как это происходит в современных небоскребах — на этих конструкциях эта закономерность резко обрывается, значительно снижая силу вибраций до того, как они достигнут вершины.

Симметричная конструкция пирамиды, её массивное основание и концентрация большей части массы у земли дополняют формулу идеальной устойчивости. Кроме того, геотехнический анализ фундамента показал индекс сейсмической уязвимости всего 8,2, что является очень низким значением и подтверждает превосходную несущую способность грунта по отношению к будущим землетрясениям.

Инженерные решения строителей

Комментируя эти результаты, соавтор исследования Асем Салама пояснил специализированному сайту Live Science, что «исследование подчеркивает исключительные практические инженерные знания строителей Древнего Египта, которые на протяжении веков экспериментировали и совершенствовали высокоэффективные методы строительства».

Исследователь также подчеркнул ценность этих методов для ухода за историческими памятниками, отметив, что «в сфере сохранения культурного наследия эта информация может дать важные сведения о структурной устойчивости, скрытых уязвимостях и стратегиях долгосрочного сохранения».

Команда планирует распространить эти измерения на другие археологические памятники Египта. Ученые предполагают, что пирамидальная форма других комплексов также обладает аналогичными преимуществами, хотя и предупреждают, что каждый памятник уникален.

По словам Саламы, самые древние пирамиды демонстрируют свидетельства «структурной эволюции, включая изменения геометрии склонов и внутренней планировки», что свидетельствует о том, что древние мастера-строители совершенствовали свое мастерство с каждым проектом.

источник